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SimWise | 机械运动仿真软件

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SimWise
机械运动仿真软件
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详细说明

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您是否正在寻找能够解决设计问题、减少故障和保修成本、更快地完成设计并与现有的基于 Windows 的 3D CAD 系统或作为独立应用程序一起使用的工程工具?

SimWise 4D 适用于开发涉及 3D 零件装配的产品的设计和工程人士。通过在这个虚拟环境中模拟您的装配体,您将产生更具创意的设计并缩短周期时间。

借助 SimWise 4D,您可以模拟装配体的刚体动力学、“调整尺寸”组件、确定零件干涉和碰撞响应、识别运动引起的应力、生成基于物理的动画并测试您的控制系统。

当 DST 从 MSC Software Corporation 获得 MSC.visualNastran 4D (vn4D) 产品的许可时,一个经过验证的仿真工具SimWise 4D 诞生了。该软件可追溯到由 Knowledge Revolution 开发的 Working Model 3D 产品,该产品于 1999 年被 MSC 收购,扩展至包括 FEA 功能,并更名为 Working Model 4D。它在工程人士、学生和教育工作者中找到了数以万计的用户。

能力

  • 4D

SimWise 由提供 3D 运动学和动态运动仿真的SimWise Motion和提供线性静态、正常模式、稳态热和屈曲 FEA 分析的SimWise FEA组成。这些产品中的每一个都可以单独购买和使用。

SimWise 4D是 SimWise Motion 和 SimWise FEA 的组合,是一款无缝集成的机械仿真产品。SimWise 4D 提供与 SimWise Motion 和 SimWise FEA 相同的独立功能,但集成产生了耦合的 Motion 和 FEA 功能,可计算由装配运动引起的动态载荷产生的应力。

  • 运动

SimWise Motion 采用由运动部件组件组成的设计,并模拟设计的运动学和动态运动,以便您评估其功能性能。

创建运动模型

SimWise Motion 让您可以从 CAD 系统中设计的装配体或使用 SimWise 的基本几何创建功能创建的装配体开始。将计算装配中每个零件的物理属性,如果装配约束存在于 CAD 模式中,它们将自动转换为 SimWise 约束。

添加/控制运动

为使您的仿真密切反映真实的功能,SimWise Motion 允许您向模型添加各种运动特征。SimWise Motion 支持电机、执行器、重力、实体之间的真实接触、弹簧、摩擦、阻尼和其他所需的生成力。

运行模拟

运行模拟就像指定您想该过程运行多长时间然后单击计算器图标来计算您的运动结果一样简单。

审查结果

SimWise Motion 计算出几种类型的结果,您可以使用这些结果来验证设计的操作。动画为您提供视觉反馈,您需要了解您的设计是否能正常工作。然而,真正使 SimWise Motion 与一般动画包不同的是,它能够提供与装配体运动相关的准确、基于物理的工程数据。结果向量和位移、速度、加速度和力图为您提供充分了解设计性能所需的数字信息。当您进行设计更改时,您可以比较数据以验证设计改进。

  • 有限元分析:

SimWise FEA 是一种有限元分析工具,可对机械零件执行应力、正常模式、屈曲和传热分析。它是高度自动化的,可以处理与 FEA 相关的大部分复杂性,同时为沉浸在有限元方法复杂性中的用户提供功能。

它从您的 CAD 系统导入几何图形,并允许您将结构和热特定实体添加到模型中,从而形成您设计的功能结构原型。它使用物理和数学技术模拟该原型,并以各种图形和数字格式呈现模拟结果。您可以快速确定您的设计是否足够健壮以按预期运行,或者是否需要进行修改。一切都在计算机上,无需昂贵且耗时的物理原型,而且在出现保修问题之前。

丰富的载荷和约束

SimWise FEA 具有丰富的功能对象集,可添加到您的 CAD 模型中以构建功能结构原型。这些对象包括:

  • 集中载荷、分布载荷、扭矩和压力

  • 约束和强制迁移

  • 规定的温度、传导和对流热通量和辐射

全部这些值都可以由 SimWise 公式语言驱动。全部这些对象都应用于基础几何,而不是像传统 FEA 产品中那样应用于节点和元素。

求解器技术

SimWise 使用快速迭代有限元分析求解器,该求解器利用多核处理器并基于预条件共轭梯度法。SimWise FEA 专门使用十节点四面体单元,求解器针对此类问题进行了优化。

SimWise FEA 可以将 FEA 结果显示为阴影轮廓、变形形状或动画。除了这些工程值之外,SimWise FEA 还计算应力结果中的安全系数和误差,并且这两者都可以显示为阴影轮廓。

适应性意味着信心

误差结果可用于驱动称为 h 自适应性的迭代求解过程,其中误差结果用于在具有较大误差值的区域中细化有限元网格,并使用该新网格来运行另一个解决方案。将新解决方案中的误差与目标进行比较,如果模型中的误差值仍然超过目标,则通过连续的网格细化和分析重复该过程,直到达到误差目标。增加了对结果的信心,并且不需要有关适当的网格划分技术的特殊知识。

优化:

一旦您知道设计可行并且足够安全运行,您就可以开始考虑在重量、成本、可制造性和性能方面的产品属性之间进行权衡。SimWise 4D 包含来自Red Cedar Technology的HEEDS优化引擎, 它可以快速迭代许多设计备选方案,以寻找满足全部目标和标准的设计参数。

优化需要三件事:

  • 参数 为实现优化目标而更改的值。这些可以是任何类型的 SimWise 值,例如弹簧的刚度或关节的位置。

  • 目标 要优化的值。任何可以显示在仪表上的 SimWise 量都可以作为目标。

  • 约束 在优化上设置界限。任何可以显示在仪表上的 SimWise 量都可以用作界限。

随着优化的运行,引擎将为参数选择不同的值并运行多个 Motion、FEA 或 Motion+FEA 模拟。HEEDS引擎中的高性能搜索算法指导参数值的选择。每次运行的数据都会被保留并可以查看。每次运行都根据它如何满足优化标准进行排名,并且排名可用于得出用于您的设计的值。

简单模型中显示了一个示例:

  • 目标是确定弹簧端附件的位置,使电机上的大扭矩小于或等于 5000 N-mm

  • 变量是弹簧附着点的 Y 坐标。

  • 目标是小化电机扭矩的大值。

  • 约束是扭矩的大值小于或等于5,000 N-mm

Simulink 接口:

MATLAB制造商 The MathWorks, Inc. 的流行 Simulink 产品与SimWise Motion和SimWise 4D轻松集成。可以将预定义模块 (sWPlant) 添加到 Simulink 中,以在 SimWise 中表示机械系统,从而允许您模拟整个系统,包括液压、电子和控制。Simulink 输出变量可以连接到SimWise Motion或SimWise 4D实体,而SimWise Motion或SimWise 4D输出值可以连接到 Simulink 输入,从而创建耦合仿真。

Simscape 多体

使用 SimWise 和 Simulink 进行联合仿真是仿真组合控制系统和多体动力学模型的一种方法。另一种方法是使用 Simscape Multibody 在 MATLAB/Simulink 本身中模拟这两个域。如果是这种情况,SimWise 可用于构建和验证多体动力学模型,并通过按下按钮将多体模型传输到 Simscape Multibody,然后将其连接到控制系统模型。

CAD集成

SimWise 4D - 使用 CAD

SimWise 是 CAD 中性产品,DST 的目的是尽可能以高水平与每个 CAD 系统一起工作。与 CAD 系统连接的方式大致分为三类:

  • 通用或中性文件

  • 通过 FILE OPEN 进行本机访问

  • CAD插件

通用/中性文件

这是 CAD 集成的低级别。SimWise 可以读取 IGES、STEP、Parasolids 和 ACIS 文件。如果这些文件中存在装配结构,SimWise 将保持该结构。大多数(如果不是全部)CAD 系统可以导出这些格式中的一种或多种。

通过 FILE OPEN 进行本机访问

SimWise 可以直接打开以下 CAD 文件格式:

  • SOLIDWORKS 零件和装配体

  • Solid Edge 零件和装配体

  • Autodesk Inventor 零件和装配体

  • CATIA V5 零件和产品文件

  • NX 零件和装配文件

  • PTC Creo 零件和装配文件

SimWise 将传输零件几何形状、装配/子装配结构、零件和装配名称以及材料属性。SimWise 维护与 CAD 模型的链接,以后,如果 CAD 模型发生更改,则可以更新 SimWise 模型。根据更改的程度,大部分(如果不是全部)SimWise 信息将在更新期间保留。

CAD 插件

SimWise 包含适用于以下 CAD 系统的插件:

  • SOLIDWORKS

  • Solid Edge

  • Autodesk Inventor

  • SpaceClaim

  • Alibre Design

  • Onshape

  • ZW3D (In-process)

插件传输与 FILE OPEN 相同类型的信息,以及更多信息。该插件将传输装配体约束或自动转换为 SimWise 运动约束的配合。一些插件还将尺寸和参数从 CAD 系统传输到 SimWise 以用于优化。借助插件,可以从 CAD 系统中启动到 SimWise 的传输,并且可以从 SimWise 中启动从 CAD 模型到 SimWise 模型的更新。

插件是将数据从 CAD 传输到 SimWise 的方式,因为传输的信息更多,而且传输的智能程度更高。

SimWise 系统要求

系统配置

  • 64 位 (x64) 处理器

  • Windows 10 64 位操作系统

  • 16 GB RAM 或更多

  • 支持真彩色(32 位)或 1600 万色(24 位)、OpenGL 2.1 或更高版本以及 1 GB 专用 VRAM 的视频适配器

  • 屏幕分辨率:1280 x 1024 或更高,宽屏格式

  • 用于安装的可用磁盘空间:700MB,如果安装了 Catia 翻译器,则为 1GB

  • 模型文件和暂存文件的可用连续磁盘空间:100GB(取决于模型大小)

低系统配置

  • 32 或 64 位处理器

  • 视窗 10 操作系统

  • 8 GB RAM 或更多

  • 65K 颜色

  • 屏幕分辨率:1280 x 1024

  • 用于安装的可用磁盘空间:700MB,如果安装了 Catia 翻译器,则为 1GB

  • 模型文件和暂存文件的可用连续磁盘空间:20GB(取决于模型大小)

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